JP2010026507A

JP2010026507A - 局所加熱装置

Info

Publication number: JP2010026507A
Application number: JP2009146624A
Authority: JP
Inventors: Hiroshige Makioka; 廣茂牧岡; Hidetsugu Kawai; 英嗣河合; Hitoshi Inui; 仁史乾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】製造コストおよび製造時間を削減するとともに、基板に過剰なストレスを与えることなく、塗布液または熱硬化性の部材を均一に乾燥させることができる、局所加熱装置を提供する。
【解決手段】基板２０の上面から、基板２０に非接触な状態で加熱する上面側加熱ユニット７０ａと、基板２０の下面から、基板２０と接触または近接する状態で加熱する下面側加熱ユニット７０ｂと、基板２０の下面に接触した状態で、基板２０を上下に移動させて基準高さに設定する高さ調節ユニットと、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂを基板２０の加熱対象となる局所位置に位置決めする移動ユニットと、基板２０の基準高さに対して、上面側加熱ユニット７０ａの高さが所定の間隔を有するように制御する制御ユニットとを備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板上に局所的に形成された塗布液または熱硬化性の部材を、加熱して乾燥させることにより、膜を形成させる局所加熱装置に関する。

従来から、基板上に塗布液または塗布した熱硬化性の部材を乾燥させることによって、膜を形成させる技術は、多くの生産装置で利用されている。近年、塗布液を乾燥させることによって、基板上の任意の場所に膜を形成させるパターニング技術が注目されている。この技術には、ディスペンサやインクジェットを用いたものがある。これらは、従来のフォトリソグラフィによる、真空プロセスを用いたパターン生成方法に代わり、脱真空プロセスが使用可能な技術として注目が高まっている。

たとえば、インクジェットによるパターニング技術を用いた生産装置としては、カラーフィルタ(ＣＦ)パネルを生産する装置がある。この装置では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色からなるインクを、ガラス基板上に形成されているＲＧＢ用画素領域内に着弾させる。そして、各画素を埋めることによって、カラーフィルタ(ＣＦ)が形成される。ここで、画素領域内に塗布されたインクは、オーブンなどによって基板全体が加熱されることによって、乾燥されて膜を形成する。

パターニング技術は、全面印刷技術としてのみならず、混色または、夾雑物の混入もしくは付着等の欠陥部を修復するための技術としても広く用いられている。たとえば、カラーフィルタ(ＣＦ)パネルにおいて、インクの混色が発生した欠陥画素または夾雑物が混入した欠陥画素の場合である。この場合、欠陥画素のインク層膜を除去した後、除去部分に再度インクを塗布して、加熱して乾燥させることによって画素を再形成する。

オーブンまたはホットプレートなどで基板全体を加熱することにより、塗布したインクを乾燥させる方法を開示した先行文献として特許文献１がある。基板全体を加熱する場合、専用の大型加熱装置や耐熱性に優れた搬送ロボットが必要である。また、加熱された基板を次工程に進めるために、冷却する場所や時間も必要となる。そのため、製造コストの増加および製造時間が長くなるといった問題があった。

特に、加熱して乾燥させる場所が少ない場合は、局所的に加熱して乾燥させる方が、製造コストおよび製造時間を削減することができる。そのため、インクを塗布した部分だけを、局所的に加熱して乾燥させる技術への期待は高い。

局所的に加熱して乾燥させる方法としては、ホットプレートなどで使用される発熱体を基板に近接させて、乾燥させる方法が考えられる。それ以外にも、レーザーまたは赤外ランプ（赤外ヒータ）あるいはハロゲンヒータなどを用いて、基板を加熱する方法を開示した先行文献として、特許文献２、特許文献３または特許文献４がある。

さらに、基板の上下両面から加熱する方法として、熱風を吹き付ける方法、あるいは、ヒータなどで加熱する方法を開示した先行文献として、特許文献５または特許文献６がある。カラーフィルタ(ＣＦ)の修正方法を開示した先行文献として特許文献７がある。特許文献７には、カラーフィルタ層の欠陥部に新たなカラーフィルタ材を埋め込み、加熱された部材をその欠陥部に上方から接近させて、カラーフィルタ材を硬化させる方法が開示されている。

基板を加熱する装置には、電子回路基板に半田付けするためのリフロー装置もある。リフロー装置には、冷却風を基板に吹き付ける機構、または、加熱後の熱風を回収する機構が設けられているものもある。このようなリフロー装置またはリフロー方法を開示した先行文献として、特許文献８から１２がある。特許文献８に開示された半田付け方法では、半田を熱風で溶融して半田付けすると共に、基板の電子回路側に熱風が拡散するのを防止するために、冷却風を吹き付けている。

特許文献９に開示された熱風噴射型加熱装置では、基板の上方に設けた複数のノズルから熱風を吹き付けて基板を加熱している。基板に当たって方向転換した冷えた熱風を、ノズルの間に設けられた回収口から強制的に回収して、基板への熱供給の効率化を図っている。

特許文献１０に開示されたリフロー装置では、回路基板の下方から冷風を吹き付けることにより、回路基板の上面と下面との間に温度差を形成している。このようにして、両面実装回路基板の下面に前工程で既に半田付けされている電子部品の脱落と熱劣化とを防止している。

特許文献１１に開示されたリフロー装置では、基板の一面を加熱手段により加熱しているときに、冷風を冷却プレートの冷風吹出穴から基板の他面に供給して冷却している。このようにして、その他面の実装部品を熱的に保護している。

特許文献１２に開示されたリフローソルダリング装置では、プリント基板と電子部品とが、熱風ブローノズルの下を通過した後、冷風ブローノズルの下を通過する。このとき、半田ペーストが溶融された後、半田が固化される。このようにして、プリント基板に電子部品を確実に実装することができるようにしている。

特開２００４−１６０２９６号公報特開２００４−９５３５６号公報特開２００４−１６５１４０号公報特開２００６−２２４４６０号公報特開２０００−３１５８６０号公報特開２００５−２２３０００号公報特許第４０１９４７５号公報特開平６−１５１０３２号公報特開２００２−３３１３５７号公報特開２００１−３２６４５５号公報特開２０００−３５７８７０号公報特開２０００−２９４９１８号公報

特許文献２に記載されたレーザーによる加熱方法では、加熱場所と非加熱場所の温度勾配が急であるため、基板にストレスが加わる。その結果、加熱場所近傍の機械的強度が弱くなるといった問題があった。一般的に、ランプを使用した方法では、加熱場所と非加熱場所の温度勾配はレーザーよりも緩やかになる。ただし、ランプ交換の頻度が高いため、その都度、装置を停止させなければならない。そのため、装置の操業度が低下し、生産効率が低下するといった問題がある。

特許文献３または特許文献４に記載されたヒータによる加熱方式では、ヒータとインク滴の隙間を狭くしないと、インクが乾燥しない。一方、隙間を狭くしすぎると、溶媒蒸気が拡散しないため、高濃度溶媒雰囲気となり、乾燥が抑制されるため、乾燥時間が長くなるといった問題がある。特許文献５および特許文献６に記載された加熱方法には、下側熱源を水平方向に移動させる機構がない。そのため、加熱対象となる基板が大きくなった場合には、加熱領域が大きくなるため、消費電力の増大および製造コストの増大という問題を有していた。

特許文献１に記載された溶媒蒸気を制御する方法において、制御部材に加熱源を搭載する構成が考えられる。特許文献１に記載された方法では、乾燥速度を均一にするため、板材に複数の穴が空けられている。局所的に塗布した液滴を乾燥させるために、これを応用しようとすると、複数の穴と塗布部との相対位置により、乾燥速度が変動するといった問題がある。特許文献１では、これを解決する手段の記載がなく、応用は困難である。

また、仮に、板材に加熱源を取り付け、板材が加熱器としての機能を持ったものとする。この場合、複数の穴があることにより、板材と基板との間に存在する気体（空気）を加熱できたとしても、あらゆる穴の近傍で、加熱された空気が上方に上がろうとする対流がおこる。その結果、加熱された空気が、塗布部のほうに流れるような流れが発生しにくくなり、乾燥効率が低下するといった問題もある。

特許文献７に記載されたカラーフィルタの修正方法では、基板の加熱の際、欠陥部の上方のみから加熱を行なっている。この場合、カラーフィルタ材は、表面の部分から溶剤が乾燥することになる。そのため、カラーフィルタ材の表面に乾燥した膜が形成され、カラーフィルタ材の内部の溶剤の乾燥において妨げとなる。この結果、乾燥時間が長くなるといった問題がある。

特許文献８に記載された半田付け方法では、半田が硬化しやすいため、基板を加熱する際に、冷風も同時に基板に吹き付けている。そのため、熱風の拡散を抑制することはできるが、基板上の加熱温度を所定の温度範囲に維持することが難しい。よって、基板上の塗布液または熱硬化性の部材を乾燥させる方法にこの半田付け方法を応用することは難しい。

特許文献９に記載された熱風噴射型加熱装置は、基板を広範囲に加熱する装置であるため、加熱された基板を搬送するために耐熱性の高い搬送系が必要となる。耐熱性を備えた搬送系は高価であり、製造コストの増加の要因となる。

特許文献１０に記載されたリフロー装置は、基板を加熱する炉を有している。炉は、基板を収納するように形成されているため、基板が大型化すると炉も大型化する。よって、大型の基板を処理する場合には、設備コストが増大して製造コストの増加の要因となる。

特許文献１１に記載されたリフロー装置では、スリット状または多数の小穴が形成された冷却プレートが、基板搬送方向に対して直交する向きに配置されている。基板が大型化すると、大型の冷却プレートおよび多量のエアを冷却する構造も必要になる。よって、大型の基板を処理する場合には、設備コストが増大して製造コストの増加の要因となる。

特許文献１２に記載のリフローソルダリング装置では、基板を搬送しながら加熱および冷却するため、搬送系に耐熱性が必要になる。耐熱性を備えた搬送系は高価であり、製造コストの増加の要因となる。

本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであって、製造コストおよび製造時間を削減するとともに、基板に過剰なストレスを与えることなく、塗布液または熱硬化性の部材を均一に乾燥させることができる、局所加熱装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく局所加熱装置は、乾燥すると膜を形成する塗布液または熱硬化性の部材が少なくとも一部に形成された基板を局所的に加熱する装置である。局所加熱装置は、基板の上面から、基板に非接触な状態で加熱する上面側加熱手段と、基板の下面から、基板と接触または近接する状態で加熱する下面側加熱手段とを備えている。また、局所加熱装置は、基板の下面に接触した状態で、基板を上下に移動させて基準高さに設定する高さ調節手段と、上面側加熱手段および下面側加熱手段を基板の加熱対象となる局所位置に位置決めする移動手段を備えている。さらに、局所加熱装置は、基板の基準高さに対して、上面側加熱手段の高さが所定の間隔を有するように制御する制御手段を備えている。

このように構成することにより、基板上の塗布液または熱硬化性の部材を加熱する際、上面側加熱手段は基板と非接触状態で加熱する。そのため、基板上に、傷が発生または埃が付着することを防止することができる。また、下面側加熱手段は基板に接触または近接した状態で、塗布液または熱硬化性の部材を基板側から加熱するため、塗布液または熱硬化性の部材内部の溶媒を効率よく乾燥することができる。

本発明に基づく局所加熱装置では、下面側加熱手段が、高さ調節手段と一体として構成され、基板の下面に接触した状態で加熱を行なう下面側加熱装置を備えるようにしてもよい。この場合には、高さ調節手段を別途配置する必要がないため、装置の小型化および部品点数の削減が図れる。さらに、下面側加熱手段が、基板上の局所加熱位置の下面に接触した状態で、基準高さの設定および加熱を行なうため、より厳密に高さ条件を調節して加熱を行なうことができる。

本発明に基づく局所加熱装置では、移動手段は、上面側加熱手段および下面側加熱手段のそれぞれを独立して移動させる機構を有するようにしてもよい。この場合には、塗布液または熱硬化性の部材の特性に合わせて、上面側加熱手段および下面側加熱手段の稼動タイミングをずらせた運用が可能となる。

本発明に基づく局所加熱装置では、下面側加熱手段が、基板を吸着する手段を備えるようにしてもよい。この場合には、基板に反りなどが発生していたとしても、基板面を矯正した状態で加熱することができる。この結果、基板上の塗布液または熱硬化性の部材の加熱条件をより均一に管理することが可能となるため、乾燥後の塗布液または熱硬化性の部材の高品質化を図ることができる。

本発明に基づく局所加熱装置では、上面側加熱手段による加熱より先に下面側加熱手段による加熱を開始するようにしてもよい。この場合には、塗布液または熱硬化性の部材の基板側の部分、言い換えれば、部材のより内側から溶媒成分を乾燥させることができる。この結果、均一な膜形成が可能となるため、乾燥後の塗布液または熱硬化性の部材の品質を向上させることが可能となる。

本発明に基づく局所加熱装置では、上面側加熱手段による加熱温度より下面側加熱手段による加熱温度の方が低いようにしてもよい。この場合には、下面側加熱手段に要する電力量を削減できるため、消費電力の軽減を図ることができる。

本発明に基づく局所加熱装置では、上面側加熱手段および下面側加熱手段の少なくとも一方の加熱部周辺に形成したカバーと、カバー内の空気を排気する排気手段とを備えるようにしてもよい。この場合には、加熱部周辺に配置される基板搬送機構部への熱の影響を軽減することができる。その結果、基板搬送機構部の性能の劣化および部品の劣化を軽減して、ランニングコストを低下させることができる。また、加熱されることによって、塗布液または熱硬化性の部材から揮発する溶媒成分を回収することが可能となる。そのため、装置周辺での作業性の改善が図れる。

本発明に基づく局所加熱装置では、上面側加熱手段および下面側加熱手段の少なくとも一方の可動領域全体に形成したカバーと、カバー内の空気を排気する排気手段とを備えるようにしてもよい。この場合には、複雑な構造とならないため、加熱部周辺にカバーを形成した場合と比べて、装置の製造コストを下げることができる。

本発明に基づく局所加熱装置では、基板の上面から、局所位置を冷却する上面側冷却手段を備えるようにしてもよい。また、基板の下面から、局所位置を冷却する下面側冷却手段を備えるようにしてもよい。さらに、上面側冷却手段および下面側冷却手段を稼動または停止させる冷却調節部を備えるようにしてもよい。

このようにした場合、基板上の局所位置を加熱した後、上面側冷却手段および下面側冷却手段を稼動させて、加熱された局所位置を冷却することにより、冷却時間を短縮することができるため、基板処理時間を短縮することができる。

本発明に基づく局所加熱装置では、上面側加熱手段および下面側加熱手段が、上面側加熱手段および下面側加熱手段の加熱位置と比較して、それぞれ基板から離された状態で、上面側冷却手段および下面側冷却手段が、移動手段により、局所位置に位置決めされて、基板の前記局所位置を冷却するようにしてもよい。

このようにした場合、局所位置から加熱を終えた上面側加熱手段および下面側加熱手段を遠ざけた状態で、上面側冷却手段および下面側冷却手段を局所位置に接近させて、安定した冷却を行なうことができる。

本発明に基づく局所加熱装置では、上面側加熱手段および下面側加熱手段が、上面側加熱手段および下面側加熱手段の加熱位置と比較して、それぞれ基板から離され、かつ、上面側加熱手段および下面側加熱手段が局所位置に位置決めされた状態で、上面側冷却手段および下面側冷却手段が、基板の局所位置を冷却するようにしてもよい。

このようにした場合、局所位置から加熱を終えた上面側加熱手段および下面側加熱手段を遠ざけた後、上面側冷却手段および下面側冷却手段を移動することなく稼動させて、局所位置を冷却することができる。よって、加熱後すぐに冷却することができるため、基板処理時間の短縮を図ることができる。

本発明に基づく局所加熱装置では、上面側冷却手段および下面側冷却手段の高さを制御する高さ制御手段をさらに備えるようにしてもよい。この場合、局所位置に対して上面側冷却手段および下面側加熱手段を精度良く配置することができ、好適な冷却条件で冷却することができる。

本発明に基づく局所加熱装置では、断熱性を有する板状の断熱板をさらに備え、上面側加熱手段と基板との間に断熱板が挿入された状態で、上面側冷却手段および下面側冷却手段が、基板の局所位置を冷却するようにしてもよい。この場合、加熱後の上面側加熱手段の余熱が、基板に伝わることを防止することができる。よって、基板の冷却を効率よく短時間で行なうことができる。

本発明の基づく局所加熱装置では、上面側加熱手段および下面側加熱手段を複数備え、複数の上面側加熱手段および下面側加熱手段には、基板の加熱温度がそれぞれ異なるように制御する温度制御手段が設けられるようにしてもよい。この場合、基板の上面側および下面側の複数の加熱手段に加熱工程を分担させることにより、それぞれの加熱手段の負荷を軽減することができる。よって、加熱手段の寿命を延ばすことができ、加熱手段の定期的な交換およびメンテナンスに要する時間の短縮を図ることができる。

本発明によると、製造コストおよび製造時間を削減するとともに、基板に過剰なストレスを与えることなく、塗布液または熱硬化性の部材を均一に乾燥させることができる局所加熱装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る局所加熱装置の構造を示す斜視図である。同実施形態に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態２に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態３に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。図４に示した実施の形態３に係る局所加熱装置において、基板の高さ調節を行なわなかった場合を示す一部断面図である。（Ａ）は、表１の内容をグラフ化したものであり、（Ｂ）は、基板上に形成する塗布液または熱硬化性の部材の乾燥温度と乾燥時間を測定した結果を示す図である。 (Ａ)は、ヒータの外観を示す模式斜視図であり、（Ｂ）は、基板を吸着させる機構を設けたヒータの構造を示す模式斜視図である。 (Ａ)は、基板上の塗布液または熱硬化性の部材の加熱状態を示す模式断面図であり、（Ｂ）は、上面側加熱手段による加熱を先に実施した場合の塗布液または熱硬化性の部材の加熱状態を示す模式断面図である。本発明の実施の形態４に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態５に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態６に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態７に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態８に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態９に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態１０に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。断熱板の取付構造の一例を示す模式図である。本発明の実施の形態１１に係る局所加熱装置の構造を示す模式図である。本発明の実施の形態１２に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態１３に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。

実施の形態１
以下、この発明に基づいた本発明の実施の形態における局所加熱装置について、図を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る局所加熱装置の構造を示す斜視図である。図１に示すように、局所加熱装置１は、ベース５０の上面に支持部材５１が、Ｙ方向に２列平行に、言い換えると、基板搬送方向に平行に配置されている。この２列の支持部材５１の間に、支持部材５１と直交するように軸が配置され、その軸に、基板２０を搬送する搬送ローラ３０が取付けられている。

支持部材５１の上面に、基板２０をクランプまたは吸着するチャッキング３１およびチャッキング３１を移動させる際のガイド軸３２が配置されている。基板２０はチャッキング３１によりクランプまたは吸着され、チャッキング３１がガイド軸３２上を移動することにより搬送される。

ベース５０の上面に２本の支柱５２が配置され、この支柱５２の間の上部にガントリ５３が橋渡しされている。ガントリ５３の側面には、基板２０を上面側から加熱する上面側加熱手段である上面側加熱ユニット７０ａが配置されている。さらに、上面側加熱ユニット７０ａが移動する際のガイド軸４１ａおよび上面側加熱ユニット７０ａを移動させるボールねじ４２ａが、ガントリ５３の側面の長手方向に設けられている。ガントリ５３の右上部に、ボールねじ４２ａを回転させるモータ４０ａが配置されている。これらの構成から、上面側加熱ユニット７０ａは、Ｘ軸方向、言い換えれば、ガントリ５３の長手方向に移動可能とされている。

ベース５０の上面で、上面側加熱ユニット７０ａに対応する位置に、下面側加熱手段である下面側加熱ユニット７０ｂが配置されている。下面側加熱ユニット７０ｂが移動する際のガイド軸４１ｂおよび下面側加熱ユニット７０ｂを移動させるボールねじ４２ｂが、ボールねじ４２ａに平行に配置されている。モータ４０ａの位置に対応するベース５０の上面に、ボールねじ４１ｂを回転させるモータ４０ｂが配置されている。これらの構成により、下面側加熱ユニット７０ｂも、Ｘ軸方向に移動可能とされている。モータ４０ａおよびモータ４０ｂは、制御ユニット９０と連結されている。上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂは、制御ユニット９０によって駆動制御されている。

以下に、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂを、基板２０上の局所加熱位置へ移動させる構成を説明する。なお、局所加熱装置１に基板２０が投入される前に、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材は形成されているものとする。たとえば、塗布液とは、有機ＥＬ材料インクであり、熱硬化性の部材とは、熱硬化性ポリイミドインクなどである。その塗布液または熱硬化性の部材の形成された面積および中心位置の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）（ｎ≧１）などの情報は既知であるものとして説明する。

局所加熱装置１は、基板端面を検出する図示しない位置センサを備えている。基板端面からの基板２０の送り量を把握して、Ｙ軸方向の座標位置決めを行っている。また、Ｘ軸方向の座標位置決めは、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂをそれぞれＸ軸方向に駆動するモータ４０ａ、４０ｂにより行っている。

モータとしては、ステッピングモータまたはリニアモータなどが使用可能である。モータ４０ａおよびモータ４０ｂは、回転数および送り量を検出するエンコーダを有しているため、Ｘ軸方向の正確な位置決め制御が可能である。上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂは、それぞれ別のモータ４０ａ、モータ４０ｂにより制御されているため、独立して移動することが可能となっている。基板２０の搬送システムとしては、図１では搬送コロを用いて説明したが、エア浮上式の搬送システムでも可能である。

図２は、本実施形態に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。図１において、説明した構成要素については、同じ参照番号を付し、説明を繰り返さない。図２に示すように、基板２０の下方に、下面側加熱ユニット７０ｂおよび基板の高さを調節する高さ調節手段である高さ調節ユニット１００が設けられている。一方、基板２０の上方に、上面側加熱ユニット７０ａが設けられている。

下面側加熱ユニット７０ｂは、セラミックヒータなどのヒータ７１ｂと、ヒータ７１ｂを搭載する保持具７２ｂと、保持具７２ｂを移動させるボールねじ７４ｂと、保持具７２ｂをＺ軸方向に位置決めするステッピングモータ７５ｂと、保持具７２ｂが移動する際のガイド軸７３ｂと、それらを搭載するベース７８ｂとから構成されている。また、ステッピングモータ７５ｂは、回転数を検出する図示しないエンコーダを有し、Ｚ軸方向の正確な位置決め制御が可能になっている。

上面側加熱ユニット７０ａは、セラミックヒータあるいは熱風ヒータなどのヒータ７１ａと、ヒータ７１ａを搭載する保持具７２ａと、保持具７２ａを移動させるボールねじ７４ａと、保持具７２ａをＺ軸方向に位置決めするステッピングモータ７５ａと、保持具７２ａが移動する際のガイド軸７３ａと、それらを搭載するベース７８ａから構成されている。また、ステッピングモータ７５ａは、回転数を検出する図示しないエンコーダを有し、Ｚ軸方向の正確な位置決め制御が可能になっている。

高さ調節ユニット１００は、基板の下面側に接する端子１０１と、端子１０１を移動させるボールねじ７４ｃと、端子１０１をＺ軸方向に位置決めするステッピングモータ７５ｃと、端子１０１が移動する際のガイド軸７３ｃと、それらを搭載するベース７８ｃから構成されている。また、ステッピングモータ７８ｃは、回転数を検出する図示しないエンコーダを有し、Ｚ軸方向の正確な位置決め制御が可能になっている。

実際に加熱が行なわれる際には、まず、高さ調節ユニット１００の端子１０１により基板２０の高さが調節される。具体的には、基板２０が基準高さになるように、端子１０１を基板２０の下面に接触させながら、上下させることによりＺ軸方向の位置決めを行なう。基準高さは、基板の自重によるたわみを、基板を下面から支えることにより矯正した際の基準となる高さである。

次に、下面側加熱ユニット７０ｂのヒータ７１ｂが、基板２０上に形成された塗布液または熱硬化性の部材２１の略直下に位置決めされる。具体的には、ヒータ７１ｂの中心を、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１の中心位置の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）に合わせる。Ｙ軸方向の位置決めは搬送ローラ３０およびチャッキング３１などから構成される基板搬送システムにより行なわれ、Ｘ軸方向の位置決めは、図１に示した移動手段であるモータ４０ｂにより行なわれる。Ｚ軸方向の位置決めは、ステッピングモータ７５ｂにより、基板２０の下面に接近するように制御される。この場合、ヒータ７１ｂが、基板２０の下面に接触するように行なってもよい。

上面側加熱ユニット７０ａのヒータ７１ａは、基板２０上に形成された塗布液または熱硬化性の部材２１の略直上に位置決めされる。具体的には、ヒータ７１ａの中心を、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１の中心位置の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）に合わせる。Ｙ軸方向の位置決めは搬送ローラ３０およびチャッキング３１などから構成される基板搬送システムにより行なわれ、Ｘ軸方向の位置決めは、図１に示した移動手段であるモータ４０ａにより行われる。Ｚ軸方向の位置決めは、ステッピングモータ７５ａにより、基板２０の上面との距離が、所定の距離ｈ１になるように制御される。

ヒータ７１ａは、基板２０の上面と接触しない状態で、塗布液または熱硬化性の部材２１に加熱して乾燥させる。基板２０の上面には、配線パターンなどが形成されている。このように加熱することにより、ヒータ７１ａと基板２０とが接触してしまい、基板２０の上面に傷あるいは埃などが付着してしまうことを防いでいる。

なお、上面側加熱ユニット７０ａのヒータ７１ａには、セラミックヒータあるいは熱風ヒータなどの熱源を使用することができる。また、下面側加熱ユニット７０ｂのヒータ７１ｂには、セラミックヒータなどが使用できる。本発明の実施においては、上面側加熱ユニット７０ａのヒータ７１ａには熱風ヒータを使用した。下面側加熱ユニット７０ｂのヒータ７１ｂにはセラミックヒータを使用した。

実施の形態２
図３は、本発明の実施の形態２に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。図３に示すように、基板２０の下方に、下面側加熱ユニット７０ｂおよび基板の高さを調節する高さ調節ユニット１００が設けられている。一方、基板２０の上方に、上面側加熱ユニット７０ａが設けられている。高さ調節ユニット１００以外は、実施の形態１と同様であるので説明を繰り返さない。

高さ調節ユニット１００は、基板の下面側に接する端子１０１と、端子１０１を移動させるボールねじ７４ｃと、端子１０１をＺ軸方向に位置決めするステッピングモータ７５ｃと、端子１０１が移動する際のガイド軸７３ｃと、それらを搭載するベース７８ｄとから構成されている。また、ステッピングモータ７５ｃは、回転数を検出する図示しないエンコーダを有し、Ｚ軸方向の正確な位置決め制御が可能になっている。

ベース７８ｄは、下面側加熱ユニット７０ｂを移動させるボールねじ４２ｂ上で、下面側加熱ユニット７０ｂのベース７８ｂと連結されている。そのため、高さ調節ユニット１００を下面側加熱ユニット７０ｂと連動して移動させることができる。その結果、高さ調節ユニット１００が基板２０の高さを調節する位置と、下面側加熱ユニット７０ｂが加熱する位置とのＸ軸方向のずれが発生することを防ぐことができ、より位置精度を向上させて加熱を行なうことができる。

実施の形態３
図４は、本発明の実施の形態３に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。図４に示すように、基板２０の下方に、下面側加熱ユニット７０ｂが設けられている。一方、基板２０の上方に、上面側加熱ユニット７０ａが設けられている。上面側加熱ユニット７０ａは、実施の形態１と同様であるため説明を繰り返さない。本発明の実施の形態では、下面側加熱ユニット７０ｂが、基板２０の高さを調節する高さ調節手段と一体として構成されている。

加熱が行なわれる際には、まず、下面側加熱ユニット７０ｂのヒータ７１ｂが、基板２０上に形成された塗布液または熱硬化性の部材２１の略直下に位置決めされる。具体的には、ヒータ７１ｂの中心を、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１の中心位置の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）に合わせる。Ｙ軸方向の位置決めは、搬送ローラ３０およびチャッキング３１などから構成される基板搬送システムにより行なわれ、Ｘ軸方向の位置決めは、図１に示したモータ４０ｂにより行われる。

次に、下面側加熱ユニット７０ｂにより基板２０の高さが調節される。具体的には、基板２０が基準高さになるように、ヒータ７１ｂを基板２０の下面に接触させながら、上下させることによりＺ軸方向の位置決めを行なう。Ｚ軸方向の位置決めは、ステッピングモータ７５ｂにより制御される。

下面側加熱ユニット７０ｂが高さ調節手段と一体として構成されることにより、下面側加熱ユニット７０ｂが実際に加熱を行なう位置において、基板２０の高さを調節することができる。そのため、上面側加熱ユニット７０ａと基板２０の上面との所定の距離ｈ１は、実際に加熱が行なわれる位置での距離となるため、より厳密に加熱条件を管理することができる。さらに、装置の部品点数を減らすことができ、装置の小型化を図ることができる。

図５は、図４に示した実施の形態３における局所加熱装置において、基板２０の高さ調節を行なわなかった場合を示す一部断面図である。下面側加熱ユニット７０ｂにより高さ調節を行なわない場合、搬送ローラ３０間に間隔Ｌがあるため、基板２０の自重によってたわみｈ２が発生する。その結果、上面側加熱ユニット７０ａと基板２０との間の距離が、たわみｈ２分増加することになる。

上面側加熱ユニット７０ａによる基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１の加熱は、上面側加熱ユニット７０ａと基板２０とを非接触な状態で行なう。基板２０のたわみｈ２が発生すると、ヒータ７１ａと基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１との距離が長くなるため、基板２０上の加熱温度の低下をもたらし、乾燥に要する時間が長くなる。

表１は、ヒータ７１ａに熱風ヒータを使用して加熱した場合の、基板２０上面とヒータ７１ａの下面との距離（ギャップ）を変化させて、基板２０の裏面の温度を測定した結果である。図６（Ａ）は、表１の内容をグラフ化したものである。図６（Ａ）に示すように、ヒータ７１ａと基板２０との距離が５ｍｍ長くなると、基板裏面温度は約１０℃低下している。

図６（Ｂ）は、基板２０上に形成する塗布液または熱硬化性の部材２１の乾燥温度と乾燥時間を測定した結果を示す図である。縦軸に乾燥時間を、横軸に乾燥温度を示している。一般的に、塗布液または熱硬化性の部材２１は、乾燥温度が高いほど乾燥時間が短くなる。図６（Ｂ）に示すように、基板２０の温度がｔ２からｔ１に低下した場合、乾燥時間はＭ２からＭ１に増加した。この温度変化の原因として、図６（Ａ）に示すように、基板２０とヒータ７１ａとの距離の変化がある。

したがって、所定時間の乾燥を実施するシーケンス制御により、基板２０を処理する場合、基板２０とヒータ７１ａとの距離(ｈ１＋ｈ２)のバラツキが大きいと、不十分な乾燥となり乾燥後の基板２０の品質に大きな差異が発生する。また、基板２０とヒータ７１ａとの距離(ｈ１＋ｈ２)のバラツキを吸収するように乾燥時間を長く設定すると、処理タクトが増加して生産効率が低下してしまう。

したがって、乾燥後の塗布液または熱硬化性の部材２１の品質を維持するため、および、処理タクトを短くするためにも、基板２０と上面側加熱ユニット７０ａとの距離を所定の距離ｈ１に調節する必要がある。基板２０と上面側加熱ユニット７０ａとの距離を所定の距離ｈ１に調節する手段として、下面側加熱ユニット７０ｂを使用する。下面側加熱ユニット７０ｂの高さ制御を行なうステッピングモータ７５ｂは、１ｍｍ以下の高精度位置決めが可能であり、基板２０の高さを正確に調節することが可能である。その結果、塗布液または熱硬化性の部材２１の加熱条件を安定させることが可能となる。

上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂの位置決めは、図１に示した制御ユニット９０によって制御される。また、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１の量によって、加熱時間および加熱温度を制御することが必要になるが、これらも制御ユニット９０によって制御される。

下面側加熱ユニット７０ｂのヒータ７１ｂについて説明する。図７(Ａ)は、ヒータの外観を示す模式斜視図である。図７（Ａ）に示すように、ヒータ７１ｂは、保持具７２ｂ上に設けられ、加熱器１７１ｂおよび、加熱器１７１ｂの温度を測定する熱電対１７２ｂなどから構成されている。加熱器１７１ｂは、その内部に発熱体を搭載しており、配線により図示しないコントローラに接続される。

コントローラは制御ユニット９０と接続されており、制御ユニット９０から送信される信号に応じて、加熱器１７１ｂに印加する電圧の調整および電源のＯＮ／ＯＦＦを制御する。熱電対１７２ｂは図示しない温度調節計を介し、制御ユニット９０と接続される。加熱器１７１ｂとして、たとえばセラミックヒータなどが利用できる。加熱器１７１ｂと、熱電対１７２ｂと、保持具７２ｂとの固定には、たとえばセラミック接着剤が使用される。

図７（Ｂ）は、ヒータ７１ｂに基板２０を吸着させる機構を設けた、ヒータ７１ｃの構造を示す模式斜視図である。基本的には、ヒータ７１ｃは、図７（Ａ）に示したヒータ７１ｂの外周部に、吸着テーブル１７６ｂを配置することで形成される。

吸着テーブル１７６ｂは、加熱器１７１ｂが基板２０に接触する面に、１つ以上の吸着穴１７３ｂを有する。各吸着穴１７３ｂは、吸着テーブル１７６ｂの内部で配管１７４ｂにより接続され、配管１７４ｂは外部に繋がる配管１７５ｂに接続されている。吸着テーブル１７６ｂは、吸着穴１７３ｂを基板２０に接触させて、配管１７５ｂを真空引きすることにより基板２０を吸着することができる。

このように基板２０を下面側加熱ユニット７０ｂに吸着することにより、基板２０の局所的な反りを矯正することが可能となり、上面側加熱ユニット７０ａと基板２０との距離をより均一に管理することが可能となる。加熱処理が終わって、吸着を解除する際、配管１７４ｂに圧縮空気または窒素を供給することにより確実な吸着解除が可能となる。

図８(Ａ)は、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１の加熱状態を示す模式断面図である。基板２０を加熱する順序としては、上面側加熱ユニット７０ａより先に下面側加熱ユニット７０ｂによる加熱を実施することが望ましい。

図８（Ａ）に示すように、塗布液または熱硬化性の部材２１が形成された基板２０に対して、下面側加熱ユニット７０ｂが下面側から接触した状態で加熱している。下面側加熱ユニット７０ｂのヒータ７１ｂで生成された熱が、基板２０の下面から上面に向かって矢印で示す方向へ伝達する。よって、基板２０内の温度は、ヒータ７１ｂと接している高温部から、熱拡散部２０ｂを経て基板２０の上面に伝わるにつれて低下する。

基板２０の上面に伝達した熱は、基板２０と塗布液または熱硬化性の部材２１との接触面２１ａ側から伝わる。そのため、塗布液または熱硬化性の部材２１は、基板２０との接触面２１ａ側から矢印で示す方向へ乾燥が開始される。この結果、塗布液または熱硬化性の部材２１の内部の溶媒を十分乾燥させることが可能となり、乾燥後の基板２０の品質を高く保つことができる。

図８（Ｂ）は、上面側加熱ユニット７０ａによる加熱を先に実施した場合の塗布液または熱硬化性の部材２１の加熱状態を示す模式断面図である。上面側加熱ユニット７０ａのヒータ７１ａで生成された熱は、塗布液または熱硬化性の部材２１の表面部２１ｂに伝達する。そのため、塗布液または熱硬化性の部材２１は、表面部２１ｂから溶媒が乾燥することになる。

図８（Ｂ）に示すように、塗布液または熱硬化性の部材２１の表面部２１ｂに膜が形成され、塗布液または熱硬化性の部材２１の接触面２１ａ側に残っている溶媒を乾燥させる妨げとなる。その結果、乾燥後の基板２０の品質を均一に保つためには、より多くの加熱時間を必要とする。したがって、基板２０を加熱する順序としては、上面側加熱ユニット７０ａより先に、下面側加熱ユニット７０ｂによる加熱を実施することが望ましいことがわかる。

次に、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂの加熱温度について説明する。基板２０に加える熱は、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１を所定時間内に乾燥させる必要がある。上面側加熱ユニット７０ａによる加熱は、基板２０および塗布液または熱硬化性の部材２１に非接触状態で行われるため、ヒータ７１ａの熱は空気を介して伝わることになる。空気の主成分である窒素の熱伝導率は０．０２６Ｅ−２［Ｗ／ｃｍ／ｄｅｇ］（温度３００［Ｋ］において）と小さいため、上面側加熱ユニット７０ａによる加熱温度は高温にする必要がある。

一方、基板２０としてＳｉＯ₂を主成分とするガラスを考えると、その熱伝導率は０．０１４［Ｗ／ｃｍ／ｄｅｇ］（温度２７４［Ｋ］において）であり、空気の熱伝導率の５０倍程度である。そのため、下面側加熱ユニット７０ｂから加える熱は、上面側加熱ユニット７０ａから加える熱より少なく設定することが可能となる。さらに、短時間に急速に基板２０を加熱すると、加熱部分と非加熱部分の温度差により基板２０内にストレスが発生し、変形や割れなどが発生し易くなる。そのため、下面側加熱ユニット７０ｂによる加熱温度は、低く設定することが重要である。

実施の形態４
図９は、本発明の実施の形態４に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂは、実施の形態３と同様であるため説明を繰り返さない。図９に示すように、本発明の実施の形態の局所加熱装置１では、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂは、それぞれカバー７６ａおよび７６ｂで覆われている。さらに、カバー内の空気を排気する排気ユニット７７ａおよび７７ｂを設けている。カバーおよび排気ユニットは、上面側加熱ユニット７０ａまたは下面側加熱ユニット７０ｂのどちらか一方のみに設けてもよい。

排気ユニット７７ａおよび７７ｂで排気することにより、カバー７６ａおよび７６ｂ内の空気は、矢印方向に移動し排出される。よって、ヒータ７１ａおよび７１ｂから放出される熱が、周囲に拡散することを防ぐことが可能となる。また、塗布液または熱硬化性の部材２１から揮発した溶媒やガスを回収することが可能となり、装置部周辺の作業環境を改善することができる。さらに、下面側加熱ユニット７０ｂのヒータ７１ｂによる高温な空気が、基板搬送システムの搬送ローラ３０を劣化させるのを防ぎ、装置の安定稼働および長寿命化が図れる。

なお、排気ユニット７７ａおよび７７ｂは、配管あるいは送風機から構成され、その取り付け位置は、図９に示した位置に限定するものではなく、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂの形状による気流の流れを考慮して配置すべきである。

実施の形態５
図１０は、本発明の実施の形態５に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂは、実施の形態３と同様であるため説明を繰り返さない。図１０に示すように、本発明の実施の形態の局所加熱装置１では、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂの可動領域全体は、カバー７９ａおよび７９ｂで覆われている。さらに、カバー内の空気を排気する排気ユニット７７ａおよび７７ｂを配置している。カバーおよび排気ユニットは、上面側加熱ユニット７０ａまたは下面側加熱ユニット７０ｂの可動領域全体のどちらか一方のみに設けてもよい。

このように構成することにより、上面側加熱ユニット７０ａまたは下面側加熱ユニット７０ｂを搭載するベースに対して、カバーおよび排気ユニットを配置する必要がなく構成が簡略化される。よって、加熱部周辺にカバーを形成する場合よりも、装置化においてコストダウンが図れる。また、カバーにより覆われている空間が大きいため、熱が分散しやすく、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂの構成要素への熱の影響が少なくなる。なお、排気ユニット７７ａおよび７７ｂは、配管あるいは送風機から構成され、その取り付け位置は、図１０に示した位置に限定されるものではなく、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂの形状による気流の流れを考慮して配置すべきである。

実施の形態６
図１１は、本発明の実施の形態６に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。上面側加熱ユニット７０ａは、実施の形態１と同様であるため説明を繰り返さない。図１１に示すように、本発明の実施の形態の局所加熱装置１は、基板２０の高さ調節手段を基板２０の搬送システムに備えている。搬送ローラ３０およびチャッキング３１などから構成される基板搬送システムにより、上面側加熱ユニット７０ａと基板２０との距離を調節するものである。

具体的には、基板搬送システムは、搬送ローラ３０と、チャッキング３１と、それらの支持部材５１をＺ軸方向に可動するＺ軸ステージ５４とを備えている。下面側加熱ユニット７０ｂを基板２０に接近させるには、Ｚ軸ステージ５４により、基板２０の下面をヒータ７１ｂの上端の高さに近づけるように、基板２０を下方に移動させることにより行なう。

基板搬送システムにより基板２０を上下させるため、基板２０を搬送ローラ３０およびチャッキング３１でバランス良く保持しながら基板２０を移動させることができる。下面側加熱ユニット７０ｂが、図７（Ｂ）に示す吸着機構を有するようにしてもよい。

実施の形態７
図１２は、本発明の実施の形態７に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。上面側加熱ユニット７０ａは、実施の形態１と同様であるため説明を繰り返さない。図１２に示すように、本発明の実施の形態の局所加熱装置１は、基板２０の搬送システムとしてエア浮上式を採用している。支持部材５１上よりエア３３を基板２０に吹き付けて、浮上させて搬送する搬送システムである。具体的には、搬送システムは、基板２０にエア３３を供給する図示しないエアノズルと、基板２０を保持するチャッキング３１と、それらの支持部材５１とを備える。

エア浮上式では、基板２０は、所定の高さより上方を浮上して搬送される。加熱時は、所定の位置でエア供給が切られることにより基板２０が下降し、下面側加熱ユニット７０ｂに接近する。そのため、基板２０は、搬送ローラ３０上を転がることがないため、搬送中の傷の発生を防ぐことができる。下面側加熱ユニット７０ｂが、図７（Ｂ）に示す吸着機構を有するようにしてよい。

実施の形態８
図１３は、本発明の実施の形態８に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。上面側加熱ユニット７０ａは、実施の形態１と同様であるため説明を繰り返さない。図１３に示すように、本発明の実施の形態の局所加熱装置１の基板２０の高さ調節手段は、搬送ローラ３０と、チャッキング３１と、支持部材５５と、Ｚ軸ステージ５６とを備える。搬送ローラ３０およびチャッキング３１は、支持部材５５の上方に配置されている。Ｚ軸ステージ５６により、搬送ローラ３０をＺ軸方向に昇降させて、基板２０の高さを調節する。

搬送ローラ３０の高さを、搬送する際には上昇させ、加熱する際には下降するように制御して、基板２０を下面側加熱ユニット７０ｂに接近させる。基板搬送システムにより基板２０を上下させるため、基板２０を搬送ローラ３０およびチャッキング３１でバランス良く保持しながら基板２０を移動させることができる。下面側加熱ユニット７０ｂが、図７（Ｂ）に示す吸着機構を有するようにしてもよい。

また、下面側加熱ユニット７０ｂをＺ軸方向に移動可能にするために、ガイド軸７３ｂと、ボールねじ７４ｂと、ステッピングモータ７５ｂとを設けてもよい。この場合、Ｚ軸ステージ５６による搬送ローラ３０のＺ軸方向の昇降と、下面側加熱ユニット７０ｂのＺ軸方向の昇降を同時に実施してもよい。下面側加熱ユニット７０ｂが、図７（Ｂ）に示す吸着機構を有するようにしてよい。

実施の形態９
図１４は、本発明の実施の形態９に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。図１４に示すように、本実施形態に係る局所加熱装置では、Ｘ軸方向に移動可能なベース７８ａに、上面側加熱ユニット７０ａ、および、上面側冷却手段である上面側冷却ユニット８０ａを搭載している。また、Ｘ軸方向に移動可能なベース７８ｂに、下面側加熱ユニット７０ｂ、および、下面側冷却手段である下面側冷却ユニット８０ｂを搭載している。上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂ以外の構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を繰り返さない。

上面側冷却ユニット８０ａは、冷風を噴出する冷却ノズル８１ａを備えている。冷却ノズル８１ａは、冷却ノズル８１ａの噴出口が基板２０に対して対向するように配置される。また、冷却ノズル８１ａには、冷風を供給する図示しない配管が接続されている。さらに、上面側冷却ユニット８０ａを稼動または停止させる冷却調節部として、冷風の供給をＯＮ／ＯＦＦする電磁弁などが接続されている。

さらに、上面側冷却ユニット８０ａには、冷却ノズル８１ａを搭載する保持具８２ａと、保持具８２ａを移動させるボールねじ８４ａと、保持具８２ａをＺ軸方向に位置決めする、高さ制御手段であるステッピングモータ８５ａと、保持具８２ａが移動する際のガイド軸８３ａとから構成されている。ステッピングモータ８５ａは、回転数を検出する図示しないエンコーダを有し、Ｚ軸方向の正確な位置決め制御が可能になっている。

下面側冷却ユニット８０ｂは、冷風を噴出する冷却ノズル８１ｂを備えている。冷却ノズル８１ｂは、冷却ノズル８１ｂの噴出口が基板２０に対して対向するように配置される。また、冷却ノズル８１ｂには、冷風を供給する図示しない配管が接続されている。さらに、下面側冷却ユニット８０ｂを稼動または停止させる冷却調節部として、冷風の供給をＯＮ／ＯＦＦする電磁弁などが接続されている。

さらに、下面側冷却ユニット８０ｂには、冷却ノズル８１ｂを搭載する保持具８２ｂと、保持具８２ｂを移動させるボールねじ８４ｂと、保持具８２ｂをＺ軸方向に位置決めする、高さ制御手段であるステッピングモータ８５ｂと、保持具８２ｂが移動する際のガイド軸８３ｂとから構成されている。ステッピングモータ８５ｂは、回転数を検出する図示しないエンコーダを有し、Ｚ軸方向の正確な位置決め制御が可能になっている。

以下、本実施形態の局所加熱装置１を用いて基板２０の局所位置を加熱および冷却する方法について説明する。基板２０は、基準高さに配置されているものとして説明する。

加熱を行なう際には、上面側加熱ユニット７０ａのヒータ７１ａが、基板２０上に形成された塗布液または熱硬化性の部材２１の略直上に位置決めされる。また、下面側加熱ユニット７０ｂのヒータ７１ｂが、基板２０上に形成された塗布液または熱硬化性の部材２１の略直下に位置決めされる。

その後、下面側加熱ユニット７０ｂのヒータ７１ｂを基板２０の下面に接触または近接する状態で加熱する。また、上面側加熱ユニット７０ａのヒータ７１ａを基板の上面に対して所定の間隔ｈ１となるようにして加熱する。

この加熱時には、上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂが、停止状態となるように冷風の供給を調節する電磁弁が閉じた状態になっている。このようにして、加熱される局所位置に冷風が流入することにより、基板２０を所定温度まで加熱する時間が延びることを防止することができる。

加熱終了後、上面側加熱ユニット７０ａのヒータ７１ａは、基板２０の上面から離れるように上方に移動させられる。また、下面側加熱ユニット７０ｂのヒータ７１ｂは、基板の２０下面から離れるように移動させられる。ヒータ７１ａおよびヒータ７１ｂはともに、基板２０にその熱が影響しない程度まで移動させることが好ましい。

その後、上面側冷却ユニット８０ａの冷却ノズル８１ａの噴出口の直下に、塗布液または熱硬化性の部材２１が位置するようにベース７８ａを移動させる。同様に、下面側冷却ユニット８０ｂの冷却ノズル８１ｂの噴出口の直上に、塗布液または熱硬化性の部材２１が位置するようにベース７８ｂを移動させる。具体的には、ベース７８ａおよびベース７８ｂをＸ軸方向に距離ｘ１移動させた。

次に、冷却ノズル８１ａおよび冷却ノズル８１ｂをそれぞれ基板２０に対して、所定の間隔となるように高さ制御手段により調節する。この所定の間隔は、冷却に適した間隔であり、塗布液または熱硬化性の部材２１の種類および冷却風の温度などによって決定される。

冷却ノズル８１ａのＺ軸方向の位置決めは、高さ制御手段であるステッピングモータ８５ａにより、基板２０の上面との距離が、所定の距離になるように制御される。冷却ノズル８１ｂのＺ軸方向の位置決めは、高さ制御手段であるステッピングモータ８５ｂにより、基板２０の下面との距離が、所定の距離になるように制御される。その後、塗布液または熱硬化性の部材２１が所定の温度まで冷えるまで冷却する。本実施形態の局所加熱装置では、高さ制御手段を設けたが、基板２０に対して冷却ノズル８１ａ，８１ｂの高さを変更する必要がない場合には、高さ制御手段を設けなくてもよい。

基板２０上の局所位置を加熱した後、上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂを局所位置に接近させて稼動させるため、冷却時間を短縮することができ、基板処理時間を短縮することができる。

このように、本実施形態の局所加熱装置１では、加熱および冷却している間、基板２０は移動せず、搬送ローラ３０上で基板２０は停止している。つまり、基板２０が加熱されて熱い状態で、搬送ローラ３０上を通過することがない。よって、搬送ローラ３０には、必ずしも耐熱性材料を用いる必要がない。

また、本実施形態の局所加熱装置１では、基板２０上の局所位置を加熱および冷却することができ、基板２０全体を加熱および冷却する必要がないため、ヒータ７１ａ，７１ｂおよび冷却ノズル８１ａ，８１ｂを小型化することができる。その結果、装置コストを低く抑えることが可能であり、さらに、加熱および冷却に使用する電力などのランニングコストも低く抑えることが可能となる。

実施の形態１０
図１５は、本発明の実施の形態１０に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。図１５に示すように、本発明の実施の形態１０に係る局所加熱装置では、上面側加熱ユニット７０ａに断熱板１１０が設けられている。断熱板１１０としては、断熱性を有する板で形成され、セラミック製または樹脂製などの板を用いることができる。

ヒータ７１ａは、基板２０を加熱する際、ヒータ７１ａの噴出口と基板２０との間隔が所定の間隔ｈ１になるように制御されている。よって、加熱時には、ヒータ７１ａが基板２０に向かって移動するため、断熱板１１０はヒータ７１ａと基板２０との間に位置しないように退避している。加熱が終了して冷却する際には、ヒータ７１ａが基板２０から離れる様に移動し、断熱板１１０は、ヒータ７１ａと基板２０との間に挿入される。このようにすることにより、加熱後のヒータ７１ａの余熱が基板２０に及ぶことを防止することができる。よって、効率よく冷却することができ、冷却時間の短縮を図ることができる。

本実施形態の局所加熱装置では、上面側冷却ユニット８０ａの冷却ノズル８１ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂの冷却ノズル８１ｂが、加熱時の基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１に向けられている。具体的には、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂが加熱位置に位置決めされた状態において、冷却ノズル８１ａ，８１ｂの噴出口が塗布液または熱硬化性の部材２１に向けられている。

このようにすることにより、加熱終了後に、ベース７８ａ，７８ｂを移動させて上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂを塗布液または熱硬化性の部材２１に位置決めすることなく、冷却を開始することができる。よって、基板２０の処理時間を短縮することができる。他の構成については、実施の形態９の局所加熱装置と同様であるため、説明を繰り返さない。

図１６は、断熱板の取付構造の一例を示す模式図である。図１６に示すように、断熱板１１０が移動する際のガイドレール１１７が配置され、断熱板１１０は、ガイドレール１１７に沿ってＸ軸方向にスライドする。断熱板１１０の上面には、ワイヤ１１２およびばね１１５を取り付ける金具１１４が設けられている。

ばね１１５は、一端がベース７８ａ上の固定部１１６に取り付けられ、他端が断熱板１１０の金具１１４に取り付けられる。よって、断熱板１１０は、バネ１１５により、ヒータ７１ａの直下から離れる方向に付勢されている。ワイヤ１１２は、一端が保持具７２ａの側面に設けられた固定部１１１に取り付けられ、滑車１１３を経て他端が金具１１４に取り付けられている。このように構成することにより、ヒータ７１ａのＺ軸方向に移動に連動して、断熱板１１０をＸ軸方向に移動させることができる。

本実施形態の局所加熱装置では断熱板１１０を設けたが、断熱板１１０を設けなくてもよい。この場合にも、加熱終了後にベース７８ａ，７８ｂを移動することなく冷却することができるため、基板の処理時間の短縮を図ることができる。

実施の形態１１
図１７は、本発明の実施の形態１１に係る局所加熱装置の構造を示す模式図である。図１７に示すように、本発明の実施の形態１１に係る局所加熱装置では、上面側加熱ユニット７０ａに断熱板１１０が設けられている。断熱板１１０以外の構成については、実施の形態９の局所加熱装置と同様であるため、説明を繰り返さない。

本実施形態の局所加熱装置では、加熱終了後、ヒータ７１ａ,７１ｂを基板２０から離れるようにＺ軸方向に移動させる。このとき、断熱板１１０がヒータ７１ａと基板２０との間に挿入される。このようにして、ヒータ７１ａの余熱が基板２０に及ぶことを防止している。

その後、ベース７８ａ，７８ｂをＸ軸方向に距離ｘ１移動させて、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１に対して、上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂを位置決めする。次に、上面側冷却ユニット８０ａの冷却ノズル８１ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂの冷却ノズル８１ｂをそれぞれ、基板２０に対して所定の間隔を有するように移動させる。この状態で、基板２０を冷却する。

このように、本実施形態では、加熱後のヒータ７１ａの余熱を断熱板１１０により基板２０に及ばないようにしつつ、上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂを基板に対して冷却に最適な距離に配置して冷却することができる。よって、効率よく冷却することができ、冷却時間を短縮することができる。

実施の形態１２
図１８は、本発明の実施の形態１２に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。図１８に示すように、本発明の実施の形態１２に係る局所加熱装置では、上面側加熱ユニット７０ａ，７０ａ’および下面側加熱ユニット７０ｂ，７０ｂ’を備えている。本実施形態では、上面側加熱ユニットおよび下面側加熱ユニットをそれぞれ２つ備えているが、３つ以上備えていてもよい。

上面側加熱ユニット７０ａと上面側加熱ユニット７０ａ’との基板２０の加熱温度は、それぞれ異なるように制御される。基本的に、上面側加熱ユニット７０ａの加熱温度より上面側加熱ユニット７０ａ’の加熱温度の方が高くなるように設定される。同様に、下面側加熱ユニット７０ｂと下面側加熱ユニット７０ｂ’との基板２０の加熱温度は、異なるように制御される。基本的に、下面側加熱ユニット７０ｂの加熱温度より下面側加熱ユニット７０ｂ’の加熱温度の方が高くなるように設定される。

上面側加熱ユニット７０ａ，７０ａ’および下面側加熱ユニット７０ｂ，７０ｂ’には、加熱温度を制御する温度制御手段である図示しない温度制御ユニットが設けられている。他の構成については、実施の形態９の局所加熱装置と同様であるため、説明を繰り返さない。

図１８に示すように、ベース７８ａには、上面側加熱ユニット７０ａ、上面側加熱ユニット７０ａ’および上面側冷却ユニット８０ａが搭載されている。上面側加熱ユニット７０ａ’は、上面側加熱ユニット７０ａと同一の構造を有している。

ベース７８ｂには、下面側加熱ユニット７０ｂ、下面側加熱ユニット７０ｂ’および下面側冷却ユニット８０ｂが搭載されている。下面側加熱ユニット７０ｂ’は、下面側加熱ユニット７０ｂと同一の構造を有している。

以下、本実施形態に係る局所加熱装置の加熱および冷却方法について説明する。まず、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１の位置に、上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂが位置決めされる。その後、下面側加熱ユニット７０ｂが基板２０の下面に接触または近接した状態で加熱する。上面側加熱ユニット７０ａは、基板２０と所定の間隔ｈ１を有した状態で基板２０を加熱する。

上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂは、加熱終了後、基板２０から離れるようにＺ軸方向に移動する。次に、ベース７８ａおよびベース７８ｂをＸ軸方向に距離ｘ１移動させて、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１の位置に、上面側加熱ユニット７０ａ’および下面側加熱ユニット７０ｂ’を位置決めする。

温度制御ユニットにより、上面側加熱ユニット７０ａ’の加熱温度は上面側加熱ユニット７０ａの加熱温度より高く、下面側加熱ユニット７０ｂ’の加熱温度は下面側加熱ユニット７０ｂの加熱温度より高くなるように設定されている。その下面側加熱ユニット７０ｂ’が、基板２０の下面に接触または近接した状態で加熱する。上面側加熱ユニット７０ａ’は、基板２０と所定の間隔を有した状態で基板２０を加熱する。

上面側加熱ユニット７０ａ’および下面側加熱ユニット７０ｂ’は、加熱終了後、基板２０から離れるようにＺ軸方向に移動する。次に、ベース７８ａおよびベース７８ｂをＸ軸方向に距離ｘ２移動させて、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１の位置に、上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂを位置決めする。

上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂはそれぞれ、基板２０に対して所定の間隔を有して冷却する。冷却終了後、上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂは、基板２０から離れるようにＺ軸方向に移動する。

このように複数の加熱ユニットを用いて基板２０を加熱することにより、個々の加熱ユニットへの負荷を軽減することができる。よって、加熱ユニットの長寿命化を図ることができる。その結果、加熱ユニットの定期的な交換などのメンテナンス時間を短縮することができ、製造時間の短縮を図ることができる。

また、複数の加熱ユニットを備えることにより、仮に、１つの加熱ユニットが故障した場合にも、生産を継続することが可能となり、装置としての安定性を向上することができる。さらに、加熱対象を異なる加熱温度で段階的に加熱することが可能となり、塗布液または熱硬化性の部材２１の種類に合わせた加熱工程で加熱することにより、高品質の膜を形成することができる。

実施の形態１３
図１９は、本発明の実施の形態１３に係る局所加熱装置の構造を示す断面図である。図１９に示すように、本発明の実施の形態１３に係る局所加熱装置では、上面側加熱ユニット７０ａ，７０ａ’および下面側加熱ユニット７０ｂ，７０ｂ’を備えている。本実施形態では、上面側加熱ユニットおよび下面側加熱ユニットをそれぞれ２つ備えているが、３つ以上備えていてもよい。上面側加熱ユニット７０ａ，７０ａ’には、断熱板１１０，１１０’が設けられている。

上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂの冷却ノズル８１ａ，８１ｂは、上面側加熱ユニット７０ａ’および下面側加熱ユニット７０ｂ’が、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１に位置決めされた状態において、噴出口が塗布液または熱硬化性の部材２１に向けられている。他の構成については、実施の形態１０の局所加熱装置と同様であるため、説明を繰り返さない。

上面側加熱ユニット７０ａおよび下面側加熱ユニット７０ｂは、加熱終了後、基板２０から離れるようにＺ軸方向に移動する。上面側加熱ユニット７０ａの移動に連動して、断熱板１１０が上面側加熱ユニット７０ａと基板２０との間に挿入される。次に、ベース７８ａおよびベース７８ｂをＸ軸方向に距離ｘ１移動させて、基板２０上の塗布液または熱硬化性の部材２１の位置に、上面側加熱ユニット７０ａ’および下面側加熱ユニット７０ｂ’を位置決めする。

上面側加熱ユニット７０ａ’および下面側加熱ユニット７０ｂ’は、加熱終了後、基板２０から離れるようにＺ軸方向に移動する。上面側加熱ユニット７０ａ’の移動に連動して、断熱板１１０’が上面側加熱ユニット７０ａ’と基板２０との間に挿入される。次に
ベース７８ａ，７８ｂを移動させることなく、上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂにより塗布液または熱硬化性の部材２１に冷却風を吹き付けて冷却する。

このように複数の加熱ユニットを用いて基板２０の加熱することにより、個々の加熱ユニットへの負荷を軽減することができる。よって、加熱ユニットの長寿命化を図ることができる。その結果、加熱ユニットの定期的な交換などのメンテナンス時間を短縮することができ、製造時間の短縮を図ることができる。

また、加熱終了後に、ベース７８ａ，７８ｂを移動させて上面側冷却ユニット８０ａおよび下面側冷却ユニット８０ｂを塗布液または熱硬化性の部材２１に位置決めすることなく、冷却を開始することができる。よって、基板２０の処理時間を短縮することができる。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１局所加熱装置、２０基板、２０ｂ熱拡散部、２１塗布液または熱硬化性の部材、２１ａ接触面、２１ｂ表面部、３０搬送ローラ、３１チャッキング、３２,４１ａ,４１ｂ，８３ａ，８３ｂガイド軸、３３エア、４０ａ,４０ｂモータ、５０ベース、５１,５５支持部材、５２支柱、５３ガントリ、５４,５６Ｚ軸ステージ、７０ａ，７０ａ’ 上面側加熱ユニット、７０ｂ，７０ｂ’ 下面側加熱ユニット、７１ａ,７１ａ’，７１ｂ，７１ｂ’,７１ｃヒータ、７２ａ,７２ａ’７２ｂ，７２ｂ’８２ａ，８２ｂ保持具、７３ａ，７３ａ’,７３ｂ,７３ｂ’，７３ｃガイド軸、７４，７４ａ’，７４ｂ，７４ｂ’８４ａ，８４ｂボールねじ、７５ａ,７５ｂ,７５ｃ,７８ｃ，８５ａ，８５ｂステッピングモータ、７６ａ,７９ａカバー、７７ａ排気ユニット、７８ａ,７８ｂ,７８ｃ,７８ｄベース、８０ａ上面側冷却ユニット、８０ｂ下面側冷却ユニット、８１ａ，８１ｂ冷却ノズル、９０制御ユニット、１００高さ調節ユニット、１０１端子、１１０断熱板、１１１，１１６固定部、１１２ワイヤ、１１３滑車、１１４金具、１１５バネ、１１７ガイドレール、１７１ｂ加熱器、１７２ｂ熱電対、１７３ｂ吸着穴、１７４ｂ,１７５ｂ配管、１７６ｂ吸着テーブル。

Claims

乾燥すると膜を形成する塗布液または熱硬化性の部材が少なくとも一部に形成された基板を局所的に加熱する装置であって、
前記基板の上面から、前記基板に非接触な状態で加熱する上面側加熱手段と、
前記基板の下面から、前記基板と接触または近接する状態で加熱する下面側加熱手段と、
前記基板の下面に接触した状態で、前記基板を上下に移動させて基準高さに設定する高さ調節手段と、
前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段を前記基板の加熱対象となる局所位置に位置決めする移動手段と、
前記基板の前記基準高さに対して、前記上面側加熱手段の高さが所定の間隔を有するように制御する制御手段と
を備える、局所加熱装置。
前記下面側加熱手段が前記高さ調節手段と一体として構成され、前記基板の下面に接触した状態で加熱を行なう前記下面側加熱手段を備えた、請求項１記載の局所加熱装置。
前記移動手段は、前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段のそれぞれを独立して移動させる機構を有する、請求項１または２記載の局所加熱装置。
前記下面側加熱手段が、前記基板を吸着する手段を備える、請求項１から３のいずれかに記載の局所加熱装置。
前記上面側加熱手段による加熱より先に前記下面側加熱手段による加熱を開始する、請求項１から４のいずれかに記載の局所加熱装置。
前記上面側加熱手段による加熱温度より前記下面側加熱手段による加熱温度の方が低い、請求項１から５のいずれかに記載の局所加熱装置。
前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段の少なくとも一方の加熱部周辺に形成したカバーと、
前記カバー内の空気を排気する排気手段とを備える、請求項１から６のいずれかに記載の局所加熱装置。
前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段の少なくとも一方の可動領域全体に形成したカバーと、
前記カバー内の空気を排気する排気手段とを備える、請求項１から６のいずれかに記載の局所加熱装置。
前記基板の上面から、前記局所位置を冷却する上面側冷却手段と、
前記基板の下面から、前記局所位置を冷却する下面側冷却手段と、
前記上面側冷却手段および前記下面側冷却手段を稼動または停止させる冷却調節部と
をさらに備えた、請求項１から８のいずれかに記載の局所加熱装置。
前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段が、前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段の加熱位置と比較して、それぞれ前記基板から離された状態で、
前記上面側冷却手段および前記下面側冷却手段が、前記移動手段により、前記局所位置に位置決めされて、前記基板の前記局所位置を冷却する、請求項９に記載の局所加熱装置。
前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段が、前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段の加熱位置と比較して、それぞれ前記基板から離され、かつ、前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段が前記局所位置に位置決めされた状態で、
前記上面側冷却手段および前記下面側冷却手段が、前記基板の前記局所位置を冷却する、請求項９に記載の局所加熱装置。
前記上面側冷却手段および前記下面側冷却手段の高さを制御する高さ制御手段をさらに備えた、請求項９から１１のいずれかに記載の局所加熱装置。
断熱性を有する板状の断熱板をさらに備え、
前記上面側加熱手段と前記基板との間に前記断熱板が挿入された状態で、
前記上面側冷却手段および前記下面側冷却手段が、前記基板の前記局所位置を冷却する、請求項９から１２のいずれかに記載の局所加熱装置。
前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段を複数備え、
複数の前記上面側加熱手段および前記下面側加熱手段には、前記基板の加熱温度がそれぞれ異なるように制御する温度制御手段が設けられた、請求項９から１３のいずれかに記載の局所加熱装置。